15 Contoh Masalah Litar Elektrik
1. Lihat gambar itu!
Jika R1 , = 6 Ω, R2 = R3 = 2 Ω, dan beza keupayaan ialah 14 volt, maka magnitud arus yang mengalir ialah...
A. 7 A
B. 6 A
C. 2 A
D. 1 A
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Perintang 1 (R1 ) = 6 Ω
Perintang 2 (R2 ) = 2 Ω
Perintang 3 (R3 ) = 2 Ω
Beza keupayaan (V) = 14 Volt
Soalan : Berapakah kuat arus yang mengalir?
Jawapan:
Kirakan perintang gantian (R):
R2 dan R3 disambungkan secara selari. Perintang gantian ialah :
1/R 23 = 1/R 2 + 1/R 3 = 1/2 + 1/2 = 2/2
R 23 = 2/2 = 1 Ω
R1 dan R23 disambungkan secara bersiri. Perintang gantian ialah :
R = R1 + R23 = 6 Ω + 1 Ω
R = 7Ω
Kirakan kekuatan arus (I):
I = V / R = 14 / 7 = 2 Ampere
Jawapan yang betul ialah C.
2. Jika setiap perintang mempunyai nilai yang sama dan dipasang pada beza keupayaan yang sama, maka litar dengan nilai arus terbesar ialah...
Perbincangan
Katakan nilai setiap perintang ialah R dan beza keupayaan ialah V.
Jawapan yang betul ialah B.
3. Lihat gambar itu!
Apabila suis S 2 disambungkan, arah arus elektrik yang betul ditunjukkan oleh titik...
A. A – B – E – F
B. B – C – D – F
C. A – C – D – F
D. F – E – B – A
Perbincangan
Arus elektrik bergerak dari titik berpotensi tinggi ke titik berpotensi rendah. Jika suis s2 ditutup (suis s2 bersebelahan dengan titik A), maka arus elektrik bergerak dari A ke B ke E ke F. Arus elektrik tidak bergerak ke C dan D kerana C dan D berada dalam litar terbuka.
Jawapan yang betul ialah A.
4. Lihat gambar berikut!
Jika R1 = 4 ohm, R2 = 6 ohm, R3 = 2 ohm, dan V = 24 volt, maka jumlah arus yang mengalir dalam litar ialah...
A. 0,5 ampere
B. 1 ampere
C. 2 ampere
D. 12 ampere
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Perintang 1 (R1 ) = 4 Ohm
Perintang 2 (R2 ) = 6 Ohm
Perintang 3 (R3 ) = 2 Ohm
Voltan elektrik (V) = 24 Volt
Ditanya: Kekuatan arus yang mengalir dalam litar
Jawapan:
R1 , R2 dan R3 disambungkan secara bersiri. Perintang gantian ialah :
R = R1 + R2 + R3 = 4 + 6 + 2
R = 12 Ohm
Arus elektrik yang mengalir dalam litar:
I = V / R = 24 / 12 = 2 Ampere
Jawapan yang betul ialah C.
5. Lihat gambar! Lampu yang arus elektriknya sama dengan arus yang melalui sumber emf ialah...
A.L.1
B.L 2
C.L 3
D.L 4
Perbincangan
Hukum Kirchhoff Pertama menyatakan bahawa arus yang melalui cabang akan membahagi. Contohnya, jika arus yang mengalir dari sumber emf ialah 4 Ampere, apabila ia memasuki dua cabang, arus elektrik ini akan dibahagikan kepada dua, dengan setiap wayar membawa arus elektrik sebanyak 2 Ampere. Arus 2 Ampere akan dibahagikan kepada dua jika arus elektrik memasuki cabang yang mempunyai dua cabang. Walau bagaimanapun, menurut imej di atas, arus elektrik yang dibahagikan akhirnya akan bergabung semula.
Jadi berdasarkan imej di atas, lampu yang arus elektriknya sama dengan arus yang melalui sumber emf ialah lampu dua (L2 ) yang terletak berhampiran sudut kanan atas.
Jawapan yang betul ialah B.
6. Daripada gambar rajah litar berikut, yang manakah akan mengalirkan arus elektrik yang paling besar?
Perbincangan
Arus elektrik dalam litar A.
Perintang gantian (R):
R1 = 3 Ω, R2 = 4 Ω , R3 = 4 Ω , V = 12 Volt
R2 dan R3 disambungkan secara selari. Perintang gantian ialah :
1/R 23 = 1/R 2 + 1/R 3 = 1/4 + 1/4 = 2/4 = 1/2
R 23 = 2/1 = 2 Ω
R1 dan R23 disambungkan secara bersiri. Perintang gantian ialah :
R = R 1 + R 23 = 3 Ω + 2 Ω = 5 Ω
Kekuatan arus elektrik (I):
I = V / R = 12 / 5 = 2,4 Ampere
Arus elektrik dalam litar B.
Perintang gantian (R):
R1 = 8 Ω, R2 = 2 Ω , R3 = 2 Ω , V = 36 Volt
R1 , R2 dan R3 disambungkan secara bersiri. Perintang gantian ialah :
R = R1 + R2 + R3 = 8 + 2 + 2 = 12 Ω
Kekuatan arus elektrik (I):
I = V / R = 36 / 12 = 3 Ampere
Arus elektrik dalam litar C.
Perintang gantian (R):
R1 = 4 Ω, R2 = 4 Ω , R3 = 6 Ω , V = 12 Volt
R2 dan R3 disambungkan secara selari. Perintang gantian ialah :
1/R 23 = 1/R 2 + 1/R 3 = 1/4 + 1/4 + 1/6 = 3/12 + 3/12 + 2/12 = 8/12
R 23 = 12/8 = 1,5 Ω
Kekuatan arus elektrik (I):
I = V / R = 12 / 1,5 = 8 Ampere
Arus elektrik dalam litar D.
Perintang gantian (R):
R1 = 3 Ω, R2 = 3 Ω, R3 = 3 Ω, R4 = 3 Ω, R5 = 6 Ω, V = 24 Volt
R2 , R3 dan R4 disambungkan secara selari. Perintang gantian ialah :
1/R 234 = 1/R 2 + 1/R 3 + 1/R 4 = 1/3 + 1/3 + 1/3 = 3/3
R 234 = 3/3 = 1 Ω
R1 , R234 dan R5 disambungkan secara bersiri. Perintang gantian ialah :
R = R1 + R234 + R5 = 3 + 1 + 6 = 9 Ω
Kekuatan arus elektrik (I):
I = V / R = 24 / 9 = 2,6 Ampere
Jawapan yang betul ialah C.
7. Perhatikan siri berikut!
Tentukan:
A. Rintangan penuh
B. Magnitud arus dalam litar
C. Arus I 1
D. Arus I 2
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Perintang 1 (R1 ) = 4 Ω
Perintang 2 (R2 ) = 4 Ω
Perintang 3 (R3 ) = 2 Ω
Perintang 4 (R4 ) = 3 Ω
Voltan elektrik (V) = 12 Volt
Jawapan:
A. Jumlah rintangan (R)
Perintang R2 dan R3 disambungkan secara bersiri. Perintang gantian ialah:
R 23 = R 2 + R 3 = 4 Ω + 2 Ω = 6 Ω
Perintang R 23 dan perintang R 4 disambungkan secara selari. Perintang gantian ialah:
1/R 234 = 1/ R 23 + 1/ R 4 = 1/6 + 1/3 = 1/6 + 2/6 = 3/6
R 234 = 6/3 = 2 Ω
Perintang R 1 dan perintang R 234 disambungkan secara bersiri. Perintang gantian ialah:
R = R 1 + R 234 = 4 Ω + 2 Ω = 6 Ω
Jadi jumlah rintangan ialah 6 Ohm.
B. Magnitud arus elektrik dalam litar (I)
Formula yang menyatakan hubungan antara voltan, arus dan rintangan ialah:
V = IR
Huraian formula: V = Voltan elektrik, I = arus elektrik, R = rintangan elektrik
Gunakan formula ini untuk mengira kekuatan arus elektrik:
I = V / R = 12 Volt / 6 Ohm = 2 Ampere
C. Semasa I1
Arus elektrik yang melalui perintang R 1 = arus elektrik yang melalui litar = 2 Ampere.
D. Semasa I2
Sebelum mengira arus elektrik yang melalui perintang R2, pertama sekali perhatikan penjelasan berikut.
Perintang R 23 dan R 4 disambungkan secara selari. Perintang gantian berdasarkan pengiraan sebelumnya ialah R 234 = 2 Ohm.
Arus elektrik yang melalui perintang R 234 = arus elektrik yang melalui perintang R 1 = 2 Ampere.
Beza keupayaan antara dua hujung perintang R234 adalah :
V = IR 234 = (2 A)(2 Ohm ) = 4 Volt
Beza keupayaan antara dua hujung perintang R 234 = beza keupayaan antara dua hujung perintang R 4 = beza keupayaan antara dua hujung perintang R 23 = 4 Volt.
Perintang gantian R 23 berdasarkan keputusan pengiraan sebelumnya ialah 6 Ohm.
Jadi arus elektrik yang melalui perintang gantian R23 adalah :
I = V / R = 4 Volt / 6 Ohm = 2/3 Ampere
Arus elektrik yang melalui perintang R 23 = arus elektrik yang melalui perintang R 2 = arus elektrik yang melalui perintang R 3 = 2/3 Ampere.
8. Lihat litar elektrik di sebelah! Jika R1 = R2 = 10 Ω dan R3 = R4 = 8 Ω. Berapakah arus (I) yang mengalir?
A. 0,5 A
B. 2 A
C. 36 A
D. 288 A
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Perintang R 1 = Perintang R 2 = 10 Ω
Perintang R 3 = Perintang R 4 = 8 Ω
Voltan elektrik (V) = 12 Volt
Soalan: Kekuatan arus elektrik (I) yang mengalir
Jawapan:
Perintang gantian (R).
Perintang R3 dan perintang R4 disambungkan secara selari, perintang gantian ialah:
1/R 34 = 1/R 3 + 1/R 4 = 1/8 + 1/8 = 2/8
R 34 = 8/2 = 4 Ω
Perintang R1 , R2 dan R34 disambungkan secara bersiri, perintang gantian ialah:
R = R 1 + R 2 + R 34 = 10 Ω + 10 Ω + 4 Ω = 24 Ω
Kekuatan arus elektrik:
I = V / R = 12 Volt / 24 Ohm = 0,5 Volt/Ohm = 0,5 Ampere
Jawapan yang betul ialah A.
9. Lihat gambar litar elektrik tertutup di sisi! Jika rintangan dalam bateri diabaikan, maka arus (I) yang mengalir dalam litar ialah…..
A. 0,5 Ampere 
B. 1 Ampere
C. 2 Ampere
D. 3 Ampere
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Perintang R 1 = 3 Ohm
Perintang R 2 = 3 Ohm
Perintang R 3 = 6 Ohm
Voltan elektrik (V) = 6 Volt
Soalan: Kekuatan arus elektrik (I)
Jawapan:
Kirakan perintang gantian:
Perintang R1 dan R2 disambungkan secara bersiri. Perintang gantian ialah:
R 12 = R 1 + R 2 = 3 Ohm + 3 Ohm = 6 Ohm
Perintang R12 dan perintang 3 disambungkan secara selari. Perintang gantian ialah:
1/R = 1/R 12 + 1/R 3 = 1/6 + 1/6 = 2/6
R = 6/2 = 3 Ohm
Kekuatan arus elektrik:
I = V / R = 6 / 3 = 2 Ampere
Jawapan yang betul ialah C.
10. Lihat gambarajah litar tertutup di bawah! Jumlah arus elektrik dalam litar tersebut ialah…..
A. 0,5 A
B. 0,6 A
C. 1,2 A
D. 2,0 A
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Perintang R 1 = 6 Ohm
Perintang R 2 = 4 Ohm
Voltan elektrik (V) = 6 Volt
Rintangan dalaman (r) = 0,6 Ohm
Soalan: Jumlah arus elektrik dalam litar
Jawapan:
Perintang R1 dan perintang R2 disambung secara selari. Perintang gantian ialah:
1/R P = 1/R1 + 1/R2 = 1/6 + 1/4 = 4/24 + 6/24 = 10/24
R P = 24/10 = 2,4 Ohm
Perintang RP dan rintangan dalaman (r) disambungkan secara bersiri. Rintangan setara ialah:
R = R P + r = 2,4 Ohm + 0,6 Ohm = 3,0 Ohm
Jumlah arus elektrik dalam litar tersebut ialah:
I = V / R = 6 Volt / 3 Ohm = 2 Ampere
Jawapan yang betul ialah D.
11.
Lihat litar elektrik di sebelah! Magnitud voltan V ialah…
A. 9,6 Volt
B. 6,4 Volt
C. 4,5 Volt
D. 3,2 Volt
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Perintang 1 (R1) = 16 Ohm
Perintang 2 (R2) = 8 Ohm
Perintang 3 (R3) = 6 Ohm
Arus elektrik (I) = 2 Ampere
Soalan: Voltan elektrik (V)
Jawapan:
Perintang gantian
R1 hari R2 disambung secara siri. Perintang gantian ialah:
RA = R1 + R2 = 16 + 8 = 24 Ohm
RA hari R3 disambung secara selari. Perintang gantian ialah:
1/R = 1/RA +1/R3 = 1/24 + 1/6
1/R = 1/24 + 4/24 = 5/24
R = 24/5 = 4,8 Ohm
Voltan elektrik :
V = IR = (2)(4,8) = 9,6 Volt
Jawapan yang betul ialah A.
12. Lihat gambarajah litar elektrik di sebelah! Jika rintangan dalam sumber voltan diabaikan, maka voltmeter V menunjukkan voltan yang diukur sebanyak...
A. 4 V
B. 6 V
C. 9 V
D. 10 V
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Perintang 1 (R1) = 3,6 Ohm
Perintang 2 (R2) = 6 Ohm
Perintang 3 (R3) = 4 Ohm
Arus elektrik (I) = 1,5 Ampere
Soalan: Voltan elektrik (V)
Jawapan:
Perintang gantian
R2 hari R3 disambung secara selari. Perintang gantian ialah:
1 / RA = 1/R2 +1/R3 = 1/6 + 1/4
1 / RA = 2/12 + 3/12 = 5/12
RA = 12/5 = 2,4 Ohm
R1 hari RA disambung secara siri. Perintang gantian ialah:
R=R1 + RA = 3,6 + 2,4 = 6 Ohm
Voltan elektrik :
V = IR = (1,5)(6) = 9 Volt
Jawapan yang betul ialah C.
13.
Lihat gambarajah litar elektrik tertutup berikut! Jika rintangan dalam sumber voltan E diabaikan, maka voltmeter V menunjukkan voltan yang diukur sebanyak...
A. 2 V
B. 4 V
C. 6 V
D. 12 V
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Perintang 1 (R1) = 3 Ohm
Perintang 2 (R2) = 2 Ohm
Perintang 3 (R3) = 4 Ohm
Arus elektrik (I) = 2 Ampere
Soalan: Voltan elektrik (V)
Jawapan:
Perintang gantian
R2 hari R3 disambung secara siri. Perintang gantian ialah:
RA = R2 + R3 = 2 + 4 = 6 Ohm
R1 hari RA disambung secara selari. Perintang gantian ialah:
1/R = 1/R1 +1/RA = 1/3 + 1/6
1/R = 2/6 + 1/6 = 3/6
R = 6/3 = 2 Ohm
Voltan elektrik :
V = IR = (2)(2) = 4 Volt
Jawapan yang betul ialah B.
14. Dalam gambar rajah litar elektrik berikut, A, B, C, D dan E ialah lampu pijar yang sama.
Jika lampu B ditanggalkan, lampu yang menyala lebih terang ialah...
A. lampu A dan C
B. lampu A dan D
C. lampu C dan D
D. lampu C dan E
E. lampu D dan E
Perbincangan
Lima lampu pijar yang sama bermakna setiap lampu mempunyai rintangan yang sama.
Oleh kerana rintangannya sama, kecerahan lampu hanya bergantung pada kekuatan arus elektrik yang mengalir melalui lampu tersebut.
Menurut hukum Kirchhoff pertama, arus elektrik yang melalui lampu D dan E adalah sama kerana ia disambungkan secara bersiri, manakala arus elektrik yang melalui litar selari akan dibahagikan.
Jika lampu B ditanggalkan, lampu yang menyala lebih terang ialah lampu D dan E, yang mana kedua-dua lampu mempunyai nyalaan api yang sama terang.
Jawapan yang betul ialah E.
15. Lihat gambarajah litar elektrik berikut!
Jika sumber voltan mempunyai beza keupayaan 24 volt, arus pada titik cabang I ialah…
A. 1,2 A
B. 2,0 A
C. 2,4 A
D. 3,0 A
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Sumber EMF (E) = 24 Volt
Rintangan dalaman (r) = 2 Ohm
Perintang 40 Ohm, 20 Ohm dan 20 Ohm.
Soalan: Kekuatan arus di titik cabang I
Jawapan:
Ketiga-tiga perintang disambungkan secara selari, perintang gantian ialah:
1/R = 1/40 + 1/20 + 1/20
1/R = 1/40 + 2/40 + 2/40
1/R = 5/40
R = 40/5
R = 8 Ohm
Voltan pengapit:
V = E – I r
V = 24 – I2
Kekuatan semasa di titik cabang I:
V = IR
24 – I 2 = I 8
24 = I 8 + I 2
24 = Saya (10)
I = 24/10
I = 2,4 Ampere
Jawapan yang betul ialah C.
Sumber soalan:
Soalan Peperiksaan Kebangsaan Sains Sekolah Menengah Rendah/Sekolah Menengah Rendah Islam
Soalan Fizik SBMPTN
